[套装书]深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践（第3版）+Java加密与解密的艺术（第2版)（2册）[POD]

. 详细讲解了程序的前、后端编译与优化，包括前端的易用性优化措施，如泛型、主动装箱拆箱、条件编译等的内容的深入分析；以及后端的性能优化措施，如虚拟机的热点探测方法、HotSpot 的即时编译器、提前编译器，以及各种常见的编译期优化技术；
第五部分（第12~13章）高效并发
主要讲解了Java实现高并发的原理，包括Java的内存模型、线程与协程，以及线程安全和锁优化。

全书以实战为导向，通过大量与实际生产环境相结合的案例分析和展示了解决各种Java技术难题的方案和技巧。


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《Java加密与解密的艺术（第2版）》是Java安全领域公认的标杆之作，被奉为每一位Java开发工程师必读的著作之一。由资深专家撰写，第1版4年来畅销不衰，繁体版在台湾出版，大陆和台湾的读者都给予了极高的评价。第2版根据Java 7全面更新，不仅新增了很多重要的内容，而且对第1版中存在的瑕疵和不足进行了完善，使得本书内容更为详尽、更加与时俱进，能更好地满足广大Java企业级应用开发工程师和系统架构师的需求。

全书共12章，分为3个部分：基础篇（第1~4章）对Java企业级应用的安全知识、密码学核心知识、与Java加密相关的API和通过权限文件加强系统安全方面的知识进行了全面的介绍；实践篇（第5~9章）不仅对电子邮件传输算法、消息摘要算法、对称加密算法、非对称加密算法、数字签名算法等现今流行的加密算法的原理进行了全面而深入的剖析，还结合翔实的范例说明了各种算法的具体应用场景；综合应用篇（第10~12章）既细致地讲解了加密技术对数字证书和SSL/TLS协议的应用，又以示例的方式讲解了加密与解密技术在网络中的实际应用，极具实践指导性。

Java开发者将通过本书掌握密码学和Java加密/解密技术的所有细节；系统架构师将通过本书领悟构建安全企业级应用的要义；其他领域的安全工作者也能通过本书一窥加密与解密技术的精髓。

1.4.7　没有成功，但并非失败：Microsoft JVM及其他 18
1.4.8　百家争鸣 19
1.5　展望Java技术的未来 21
1.5.1　无语言倾向 21
1.5.2　新一代即时编译器 23
1.5.3　向Native迈进 24
1.5.4　灵活的胖子 26
1.5.5　语言语法持续增强 27
1.6　实战：自己编译JDK 29
1.6.1　获取源码 29
1.6.2　系统需求 31
1.6.3　构建编译环境 33
1.6.4　进行编译 34
1.6.5　在IDE工具中进行源码调试 36
1.7　本章小结 39
第二部分　自动内存管理
第2章　Java内存区域与内存溢出异常 42
2.1　概述 42
2.2　运行时数据区域 42
2.2.1　程序计数器 43
2.2.2　Java虚拟机栈 43
2.2.3　本地方法栈 44
2.2.4　Java堆 44
2.2.5　方法区 46
2.2.6　运行时常量池 47
2.2.7　直接内存 47
2.3　HotSpot虚拟机对象探秘 48
2.3.1　对象的创建 48
2.3.2　对象的内存布局 51
2.3.3　对象的访问定位 52
2.4　实战：OutOfMemoryError异常 53
2.4.1　Java堆溢出 54
2.4.2　虚拟机栈和本地方法栈溢出 56
2.4.3　方法区和运行时常量池溢出 61
2.4.4　本机直接内存溢出 65
2.5　本章小结 66
第3章　垃圾收集器与内存分配策略 67
3.1　概述 67
3.2　对象已死？ 68
3.2.1　引用计数算法 68
3.2.2　可达性分析算法 70
3.2.3　再谈引用 71
3.2.4　生存还是死亡？ 72
3.2.5　回收方法区 74
3.3　垃圾收集算法 75
3.3.1　分代收集理论 75
3.3.2　标记-清除算法 77
3.3.3　标记-复制算法 78
3.3.4　标记-整理算法 79
3.4　HotSpot的算法细节实现 81
3.4.1　根节点枚举 81
3.4.2　安全点 82
3.4.3　安全区域 83
3.4.4　记忆集与卡表 84
3.4.5　写屏障 85
3.4.6　并发的可达性分析 87
3.5　经典垃圾收集器 89
3.5.1　Serial收集器 90
3.5.2　ParNew收集器 92
3.5.3　Parallel Scavenge收集器 93
3.5.4　Serial Old收集器 94
3.5.5　Parallel Old收集器 95
3.5.6　CMS收集器 96
3.5.7　Garbage First收集器 98
3.6　低延迟垃圾收集器 104
3.6.1　Shenandoah收集器 105
3.6.2　ZGC收集器 112
3.7　选择合适的垃圾收集器 121
3.7.1　Epsilon收集器 121
3.7.2　收集器的权衡 121
3.7.3　虚拟机及垃圾收集器日志 122
3.7.4　垃圾收集器参数总结 127
3.8　实战：内存分配与回收策略 129
3.8.1　对象优先在Eden分配 130
3.8.2　大对象直接进入老年代 131
3.8.3　长期存活的对象将进入老年代 132
3.8.4　动态对象年龄判定 134
3.8.5　空间分配担保 135
3.9　本章小结 137
第4章　虚拟机性能监控、故障处理工具 138
4.1　概述 138
4.2　基础故障处理工具 138
4.2.1　jps：虚拟机进程状况工具 141
4.2.2　jstat：虚拟机统计信息监视工具 142
4.2.3　jinfo：Java配置信息工具 143
4.2.4　jmap：Java内存映像工具 144
4.2.5　jhat：虚拟机堆转储快照分析工具 145
4.2.6　jstack：Java堆栈跟踪工具 146
4.2.7　基础工具总结 148
4.3　可视化故障处理工具 151
4.3.1　JHSDB：基于服务性代理的调试工具 152
4.3.2　JConsole：Java监视与管理控制台 157
4.3.3　VisualVM：多合-故障处理工具 164
4.3.4　Java Mission Control：可持续在线的监控工具 171
4.4　HotSpot虚拟机插件及工具 175
4.5　本章小结 180
第5章　调优案例分析与实战 181
5.1　概述 181
5.2　案例分析 181
5.2.1　大内存硬件上的程序部署策略 182
5.2.2　集群间同步导致的内存溢出 184
5.2.3　堆外内存导致的溢出错误 185
5.2.4　外部命令导致系统缓慢 187
5.2.5　服务器虚拟机进程崩溃 187
5.2.6　不恰当数据结构导致内存占用过大 188
5.2.7　由Windows虚拟内存导致的长时间停顿 189
5.2.8　由安全点导致长时间停顿 190
5.3　实战：Eclipse运行速度调优 192
5.3.1　调优前的程序运行状态 193
5.3.2　升级JDK版本的性能变化及兼容问题 196
5.3.3　编译时间和类加载时间的优化 200
5.3.4　调整内存设置控制垃圾收集频率 203
5.3.5　选择收集器降低延迟 206
5.4　本章小结 209
第三部分　虚拟机执行子系统
第6章　类文件结构 212
6.1　概述 212
6.2　无关性的基石 212
6.3　Class类文件的结构 214
6.3.1　魔数与Class文件的版本 215
6.3.2　常量池 218
6.3.3　访问标志 224
6.3.4　类索引、父类索引与接口索引集合 225
6.3.5　字段表集合 226
6.3.6　方法表集合 229
6.3.7　属性表集合 230
6.4　字节码指令简介 251
6.4.1　字节码与数据类型 251
6.4.2　加载和存储指令 253
6.4.3　运算指令 254
6.4.4　类型转换指令 255
6.4.5　对象创建与访问指令 256
6.4.6　操作数栈管理指令 256
6.4.7　控制转移指令 257
6.4.8　方法调用和返回指令 257
6.4.9　异常处理指令 258
6.4.10　同步指令 258
6.5　公有设计，私有实现 259
6.6　Class文件结构的发展 260
6.7　本章小结 261
第7章　虚拟机类加载机制 262
7.1　概述 262
7.2　类加载的时机 263
7.3　类加载的过程 267
7.3.1　加载 267
7.3.2　验证 268
7.3.3　准备 271
7.3.4　解析 272
7.3.5　初始化 277
7.4　类加载器 279
7.4.1　类与类加载器 280
7.4.2　双亲委派模型 281
7.4.3　破坏双亲委派模型 285
7.5　Java模块化系统 287
7.5.1　模块的兼容性 288
7.5.2　模块化下的类加载器 290
7.6　本章小结 292
第8章　虚拟机字节码执行引擎 293
8.1　概述 293
8.2　运行时栈帧结构 294
8.2.1　局部变量表 294
8.2.2　操作数栈 299
8.2.3　动态连接 300
8.2.4　方法返回地址 300
8.2.5　附加信息 301
8.3　方法调用 301
8.3.1　解析 301
8.3.2　分派 303
8.4　动态类型语言支持 315
8.4.1　动态类型语言 316
8.4.2　Java与动态类型 317
8.4.3　java.lang.invoke包 318
8.4.4　invokedynamic指令 321
8.4.5　实战：掌控方法分派规则 324
8.5　基于栈的字节码解释执行引擎 326
8.5.1　解释执行 327
8.5.2　基于栈的指令集与基于寄存器的指令集 328
8.5.3　基于栈的解释器执行过程 329
8.6　本章小结 334
第9章　类加载及执行子系统的案例与实战 335
9.1　概述 335
9.2　案例分析 335
9.2.1　Tomcat：正统的类加载器架构 335
9.2.2　OSGi：灵活的类加载器架构 338
9.2.3　字节码生成技术与动态代理的实现 341
9.2.4　Backport工具：Java的时光机器 345
9.3　实战：自己动手实现远程执行功能 348
9.3.1　目标 348
9.3.2　思路 349
9.3.3　实现 350
9.3.4　验证 355
9.4　本章小结 356
第四部分　程序编译与代码优化
第10章　前端编译与优化 358
10.1　概述 358
10.2　Javac编译器 359
10.2.1　Javac的源码与调试 359
10.2.2　解析与填充符号表 362
10.2.3　注解处理器 363
10.2.4　语义分析与字节码生成 364
10.3　Java语法糖的味道 367
10.3.1　泛型 367
10.3.2　自动装箱、拆箱与遍历循环 375
10.3.3　条件编译 377
10.4　实战：插入式注解处理器 378
10.4.1　实战目标 379
10.4.2　代码实现 379
10.4.3　运行与测试 385
10.4.4　其他应用案例 386
10.5　本章小结 386
第11章　后端编译与优化 388
11.1　概述 388
11.2　即时编译器 389
11.2.1　解释器与编译器 389
11.2.2　编译对象与触发条件 392
11.2.3　编译过程 397
11.2.4　实战：查看及分析即时编译结果 398
11.3　提前编译器 404
11.3.1　提前编译的优劣得失 405
11.3.2　实战：Jaotc的提前编译 408
11.4　编译器优化技术 411
11.4.1　优化技术概览 411
11.4.2　方法内联 415
11.4.3　逃逸分析 417
11.4.4　公共子表达式消除 420
11.4.5　数组边界检查消除 421
11.5　实战：深入理解Graal编译器 423
11.5.1　历史背景 423
11.5.2　构建编译调试环境 424
11.5.3　JVMCI编译器接口 426
11.5.4　代码中间表示 429
11.5.5　代码优化与生成 432
11.6　本章小结 436
第五部分　高效并发
第12章　Java内存模型与线程 438
12.1　概述 438
12.2　硬件的效率与一致性 439
12.3　Java内存模型 440
12.3.1　主内存与工作内存 441
12.3.2　内存间交互操作 442
12.3.3　对于volatile型变量的特殊规则 444
12.3.4　针对long和double型变量的特殊规则 450
12.3.5　原子性、可见性与有序性 450
12.3.6　先行发生原则 452
12.4　Java与线程 455
12.4.1　线程的实现 455
12.4.2　Java线程调度 458
12.4.3　状态转换 460
12.5　Java与协程 461
12.5.1　内核线程的局限 461
12.5.2　协程的复苏 462
12.5.3　Java的解决方案 464
12.6　本章小结 465
第13章　线程安全与锁优化 466
13.1　概述 466
13.2　线程安全 466
13.2.1　Java语言中的线程安全 467
13.2.2　线程安全的实现方法 471
13.3　锁优化 479
13.3.1　自旋锁与自适应自旋 479
13.3.2　锁消除 480
13.3.3　锁粗化 481
13.3.4　轻量级锁 481
13.3.5　偏向锁 483
13.4　本章小结 485
附录A　在Windows系统下编译OpenJDK 6 486
附录B　展望Java技术的未来（2013年版） 493
附录C　虚拟机字节码指令表 499
附录D　对象查询语言（OQL）简介 506
附录E　JDK历史版本轨迹 512



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《Java加密与解密的艺术（第2版）》
前言
第一部分基础篇
第1章企业应用安全
1.1我们身边的安全问题
1.2拿什么来拯救你，我的应用
1.2.1安全技术目标
1.2.2OSI安全体系结构
1.2.3TCP/IP安全体系结构
1.3捍卫企业应用安全的银弹
1.3.1密码学在安全领域中的身影
1.3.2密码学与JavaEE
1.4为你的企业应用上把锁
1.5小结
第2章企业应用安全的银弹—密码学
2.1密码学的发家史
2.1.1手工加密阶段
2.1.2机械加密阶段
2.1.3计算机加密阶段
2.2密码学定义、术语及其分类
2.2.1密码学常用术语
2.2.2密码学分类
2.3保密通信模型
2.4古典密码
2.5对称密码体制
2.5.1流密码
2.5.2分组密码
2.6非对称密码体制
2.7散列函数
2.8数字签名
2.9公钥基础设施
2.9.1PKI的标准
2.9.2PKI系统的组成
2.9.3数字证书
2.10PGP、OpenPGP与GPG
2.11密码学的未来
2.11.1密码算法的破解
2.11.2密码学的明天
2.12小结
第3章Java加密利器
3.1Java与密码学
3.1.1Java安全领域组成部分
3.1.2安全提供者体系结构
3.1.3关于出口的限制
3.1.4关于本章内容
3.2java.security包详解
3.2.1Provider类
3.2.2Security类
3.2.3MessageDigest类
3.2.4DigestInputStream类
3.2.5DigestOutputStream类
3.2.6Key接口
3.2.7AlgorithmParameters类
3.2.8AlgorithmParameter- Generator类
3.2.9KeyPair类
3.2.10KeyPairGenerator类
3.2.11KeyFactory类
3.2.12SecureRandom类
3.2.13Signature类
3.2.14SignedObject类
3.2.15Timestamp类
3.2.16CodeSigner类
3.2.17KeyStore类
3.3javax.crypto包详解
3.3.1Mac类
3.3.2KeyGenerator类
3.3.3KeyAgreement类
3.3.4SecretKeyFactory类
3.3.5Cipher类3.3.6CipherInputStream类
3.3.7CipherOutputStream类
3.3.8SealedObject类
3.4java.security.spec包和javax.crypto.spec包详解
3.4.1KeySpec和Algorithm-ParameterSpec接口
3.4.2EncodedKeySpec类
3.4.3SecretKeySpec类
3.4.4DESKeySpec类
3.5java.security.cert包详解
3.5.1Certificate类
3.5.2CertificateFactory类
3.5.3X509Certificate类
3.5.4CRL类
3.5.5X509CRLEntry类
3.5.6X509CRL类
3.5.7CertPath类
3.6javax.net.ssl包详解
3.6.1KeyManagerFactory类
3.6.2TrustManagerFactory类3.6.3SSLContext类
3.6.4HttpsURLConnection类
3.6.5SSLSession接口
3.6.6SSLSocketFactory类
3.6.7SSLSocket类
3.6.8SSLServerSocketFactory类
3.6.9SSLServerSocket类
3.7小结
第4章他山之石，可以攻玉
4.1加固你的系统
4.1.1获得权限文件
4.1.2配置权限文件
4.1.3验证配置
4.2加密组件BouncyCastle
4.2.1获得加密组件
4.2.2扩充算法支持
4.2.3相关API
4.3辅助工具CommonsCodec
4.3.1获得辅助工具
4.3.2相关API
4.4小结
第二部分实践篇
第5章电子邮件传输算法—Base64
5.1Base64算法的由来
5.2Base64算法的定义
5.3Base64算法与加密算法的关系
5.4实现原理
5.4.1ASCII码字符编码
5.4.2非ASCII码字符编码
5.5模型分析
5.6Base64算法实现
5.6.1BouncyCastle
5.6.2CommonsCodec
5.6.3两种实现方式的差异
5.6.4不得不说的问题
5.7UrlBase64算法实现
5.7.1BouncyCastle
5.7.2CommonsCodec
5.7.3两种实现方式的差异
5.8应用举例
5.8.1电子邮件传输
5.8.2网络数据传输
5.8.3密钥存储
5.8.4数字证书存储
5.8.5OpenSSL操作Base64编码
5.9小结
第6章验证数据完整性—消息摘要算法
6.1消息摘要算法简述
6.1.1消息摘要算法的由来
6.1.2消息摘要算法的家谱
6.2MD算法家族
6.2.1简述
6.2.2模型分析
6.2.3实现
6.3SHA算法家族
6.3.1简述
6.3.2模型分析
6.3.3实现
6.4MAC算法家族
6.4.1简述
6.4.2模型分析
6.4.3实现
6.5其他消息摘要算法
6.5.1简述
6.5.2实现
6.6循环冗余校验算法—CRC算法
6.6.1简述
6.6.2模型分析
6.6.3实现
6.7实例：文件校验
6.8小结
第7章初等数据加密—对称加密算法
7.1对称加密算法简述
7.1.1对称加密算法的由来
7.1.2对称加密算法的家谱
7.2数据加密标准—DES
7.2.1简述
7.2.2模型分析
7.2.3实现
7.3三重DES—DESede7.3.1简述
7.3.2实现
7.4高级数据加密标准—AES
7.4.1简述
7.4.2实现
7.5国际数据加密标准—IDEA
7.5.1简述
7.5.2实现
7.6基于口令加密—PBE
7.6.1简述
7.6.2模型分析
7.6.3实现
7.7实例：对称加密网络应用
7.8小结
第8章高等数据加密—非对称加密算法
8.1非对称加密算法简述
8.1.1非对称加密算法的由来
8.1.2非对称加密算法的家谱
8.2密钥交换算法—DH&ECDH
8.2.1简述
8.2.2模型分析
8.2.3DH实现
8.2.4ECDH实现
8.3典型非对称加密算法—RSA
8.3.1简述
8.3.2模型分析
8.3.3实现
8.4常用非对称加密算法—ElGamal
8.4.1简述
8.4.2模型分析
8.4.3实现
8.5实例：非对称加密网络应用
8.6小结
第9章带密钥的消息摘要算法—数字签名算法
9.1数字签名算法简述
9.1.1数字签名算法的由来
9.1.2数字签名算法的家谱
9.2模型分析
9.3经典数字签名算法—RSA
9.3.1简述
9.3.2实现
9.4数字签名标准算法—DSA
9.4.1简述
9.4.2实现
9.5椭圆曲线数字签名算法—ECDSA
9.5.1简述
9.5.2实现
9.6实例：带有数字签名的加密网络应用
9.7小结
第三部分综合应用篇
第10章终极武器—数字证书
10.1数字证书详解
10.2模型分析
10.2.1证书签发
10.2.2加密交互
10.3证书管理
10.3.1KeyTool证书管理
10.3.2OpenSSL证书管理
10.4证书文件操作
10.4.1JKS文件操作
10.4.2PFX文件操作
10.4.3PEM文件操作
10.5应用举例
10.6小结
第11章终极装备—安全协议
11.1安全协议简述
11.1.1HTTPS协议
11.1.2SSL/TLS协议
11.2模型分析
11.2.1协商算法
11.2.2验证证书
11.2.3产生密钥
11.2.4加密交互
11.3单向认证服务
11.3.1准备工作
11.3.2服务验证
11.3.3代码验证
11.4双向认证服务
11.4.1准备工作
11.4.2服务验证
11.4.3代码验证
11.5应用举例
11.6实例
11.6.1SSLSocket获取数字证书
11.6.2SSLSocket加密交互
11.7小结第12章量体裁衣—为应用选择合适的装备
12.1实例：常规Web应用开发安全
12.1.1常规Web应用基本实现
12.1.2安全升级1—摘要处理
12.1.3安全升级2—加盐处理
12.2实例：IM应用开发安全
12.2.1IM应用开发基本实现
12.2.2安全升级1—隐藏数据
12.2.3安全升级2—加密数据
12.3实例：WebService应用开发安全
12.3.1WebService应用基本实现
12.3.2安全升级1—单向认证服务
12.3.3安全升级2—双向认证服务
12.4小结
附录A Java7支持的算法
附录B BouncyCastle支持的算法

.　　本书介绍的Java虚拟机并不局限于某一个特定发行商或者某一款特定虚拟机，只是由于OracleJDK/OpenJDK在市场占有率上的绝对优势，其中的HotSpot虚拟机不可避免地成为本书主要分析、讲解的对象，书中在涉及Java虚拟机自身实现相关的内容时，大多将以HotSpot虚拟机为目标对象来进行讲解。但撰写本书的意图并不是去做HotSpot的源码导读或者解析，书中所讲述的内容多为Java虚拟机的通用原理，即使读者使用了HotSpot之外的其他Java虚拟机实现，也会有所收获。
　　最后，非常希望读者能跟随本书的讲解，把与实践相关的内容亲自验证一遍，其中用到的代码清单可以从华章图书的网站（http://www.hzbook.com/）上下载。
　　语言约定
　　开始阅读本书之前，在语言和技术上先与读者建立如下约定：
　　JDK从1.5版本开始，其官方的正式文档与宣传材料中的发行版本号启用了JDK 5、6、7……的新命名方式；从2018年3月发布的JDK 10起，JDK的开发版本号（如java -version）也放弃了以前1.x的命名形式，改为按发布的日期时间命名。本书为了行文一致，所有场合统一采用发行版本号来指代所述的JDK版本。
　　由于版面原因，本书中的许多示例代码都没有遵循最优的程序编写风格，如使用的流没有关闭流、直接使用System.out输出日志等，请读者在阅读时注意这一点。
　　本书讲解中涉及JDK 7以前HotSpot虚拟机、JRockit虚拟机、WebLogic服务器等产品的所有者时，仍然会使用BEA和Sun公司的名称，而不是Oracle。实际上BEA和Sun分别于2008年和2010年被Oracle公司收购，现在已经不存在这两个商标了，但是它们毫无疑问都是在Java领域中做出过卓越贡献的、值得程序员们纪念的先驱企业。
　　本书第3版撰写于2019年中期，此时JDK 13已有了技术预览版（Early Access），但尚未正式发布。本书中所有的讲解、讨论都是基于这个时间点的Java技术的，但并不针对特定的JDK版本。如涉及JDK新版本中加入的功能，或在不同版本中有所变化的特性，笔者都会明确指出JDK的版本号，或专门阐述各个版本间的差异。
　　内容特色与更新
　　本书的第2版成文于2011至2012年间，出版于2013年，撰写时是基于早期版本的JDK 7，彼时正值Oracle全面替代Sun公司领导Java技术发展的起点。经过将近十年的时间，今天JDK版本已经发展到了JDK 12及预览版的JDK 13，整个Java技术体系一改Sun时代的迟缓作风，出现了许多激烈的变革，也涌现了不少令人欣喜的新变化、新风潮。我在撰写本书第3版时，期望能把这些新的变化融合到已有的知识框架中，修改第2版中读者反馈的问题，提升叙述的准确性与可读性，这些期望中的更新使得本书字数从原有的24万增加到35万。因此，在前言部分，笔者针对每章列举出主要更新的内容，以便阅读过第2版的读者可以快速定位，获取到新的知识。当然，如果你尚有余暇，不妨从头阅读一次本书，相信会有与阅读第2版时不一样的体验和收获。
　　第一部分走近Java
　　本书的第一部分为后文的研究和讲解建立了良好的基础。虽然了解Java技术的来龙去脉，以及编译自己的OpenJDK对于读者理解Java虚拟机并不是必须的，但是这些准备过程可以为走近Java技术和Java虚拟机提供良好的引导。第一部分只有第1章：
　　第1章介绍了Java技术体系过去、现在的情况以及未来的发展趋势，并在实践中介绍了如何自己编译一个OpenJDK 12。
　　第3版更新：续写了Java技术发展史，这几年Java世界着实发生了很多值得记录的大事件；完全重写了第2版对未来Java的展望预测，当时畅想的Java新发展新变化全部如约而至，是时候把聚光灯交给下一个十年的Java了；OpenJDK开发、编译也发生过不小的变动，本次更新将OpenJDK编译的版本提升到12。
　　第二部分自动内存管理
　　因为程序员把控制内存的权力交给了Java虚拟机，所以可以在编码的时候享受自动内存管理的诸多优势，不过也正因为这个原因，一旦出现内存泄漏和溢出方面的问题，如果不了解虚拟机是怎样使用内存的，那排查错误将会成为一项异常艰难的工作。第二部分包括第2～5章：
　　第2章介绍了虚拟机中内存是如何划分的，哪部分区域、什么样的代码和操作可能导致内存溢出异常，并讲解了各个区域出现内存溢出异常的常见原因。
　　第3版更新：Java运行期数据区域是虚拟机的基础结构，尽管JDK版本在快速发展，这块内容仍然保持了相对的稳定，主要的变化是JDK 8时期的永久代的落幕和元空间的登场；除此以外，本章着重修正了第2版中对Java虚拟机栈描述的含糊与偏差之处，还更新了部分测试代码，避免因JDK版本更迭导致与书中不一样的结果。
　　第3章介绍了垃圾收集的算法和HotSpot虚拟机中提供的几款垃圾收集器的特点及运作原理。通过代码实例验证了Java虚拟机中自动内存分配及回收的主要规则。
　　第3版更新：由于撰写第2版时JDK 7刚刚发布，G1收集器尚无实践数据可查，书中对此讲述得比较含糊，本次更新完全重写了这部分内容，并重点增加了JDK 11、12中新出现的ZGC和Shenandoah两款低延迟全并发收集器的详细原理解析，这是垃圾收集器未来的发展方向。对其他与收集器相关的更新，如统一收集器接口、Epsilon等也都做了对应介绍。此外，针对HotSpot中收集器实现的几个关键技术点，如解决跨代引用的记忆集与卡表、解决并发标记的增量更新和原始快照算法，还有内存读、写屏障等技术都增加了专门的小节来进行介绍，以便帮读者在后续深入阅读HotSpot设计与源码时打下良好的理论基础。
　　第4章介绍了随JDK发布的基础命令行工具与可视化的故障处理工具的使用方法。
　　第3版更新：Java虚拟机的各种监控、管理等辅助工具的功能日益强大，几乎每个版本在这些工具的数量、功能上都会或多或少有所变化，除了将第2版涉及的工具的变化依照JDK版本进行升级外，本章还新增了对JDK 9中加入的JHSDB的使用讲解，并增加了对JFR和JMC的工作原理和使用方法的介绍，以及对部分JDK外部的工具（如JIT Watch）的简要介绍。
　　第5章分享了几个比较有代表性的实际案例，还准备了一个所有开发人员都能“亲身实战”的练习，希望读者能通过实践来获得故障处理和调优的经验。
　　第3版更新：对案例部分进行了更新和增补，着重补充了与前3章新增内容相对应的问题处理案例。不过对实战部分，软件版本的落后并未影响笔者要表达的内容，原有的实战目前仍具有相同的实战价值，在第3版里笔者也并未刻意将Eclipse和HotSpot升级后重写一次。
　　第三部分虚拟机执行子系统
　　执行子系统是虚拟机中必不可少的组成部分，了解了虚拟机如何执行程序，才能更好地理解怎样才能写出优秀的代码。第三部分包括第6～9章：
　　第6章讲解了Class文件结构中的各个组成部分，以及每个部分的定义、数据结构和使用方法，以实战的方式演示了Class的数据是如何存储和访问的。
　　第3版更新：笔者认为本章内容更适合以“技术手册”的形式存在，即适合查阅多于适合阅读，但因为Class文件格式是虚拟机的基础知识，所以尽管枯燥却无法回避。本次更新将Class文件格式的版本跟进到了JDK 12，《Java虚拟机规范》对Class文件格式进行的增强也会在本章中反映，内容相对琐碎。例如，为了实现JDK 9的Java模块化系统，属性表中新增了Module、ModulePackages、ModuleMain-Class三项新属性，常量池中加入了CONSTANT_Module_info和CONSTANT_Package_info两个常量。为了实现JDK 11新增的嵌套内（Java中的内部类）访问控制的API，属性表中又增加了NestHost和NestMembers两项属性。为进一步加强动态语言支持，CONSTANT_Dynamic_info常量也在JDK 11期间加入常量池……
　　第7章介绍了类加载过程的“加载”“验证”“准备”“解析”和“初始化”五个阶段中虚拟机分别进行了哪些动作，还介绍了类加载器的工作原理及其对虚拟机的意义。
　　第3版更新：随着Class文件格式的发展，类加载的各个过程都发生了一些细节性变动，本章将会按照JDK 12版本的《Java虚拟机规范》的标准来同步更新这些内容。此外，在JDK 9时引入了Java模块化系统，这是近年来Java技术的一次重要升级，也是对类加载部分影响巨大的一项变革，在本章将加入专门的小节对其进行讲述。
　　第8章分析了虚拟机在执行代码时，如何找到正确的方法、如何执行方法内的字节码，以及执行代码时涉及的内存结构。
　　第3版更新：本章讲述的是Java虚拟机执行子系统的概念模型，这部分属于相对稳定的内容，变化不大，本次主要更新了Java虚拟机对动态类型语言支持的增强。
　　第9章通过几个类加载及执行子系统的案例，介绍了使用类加载器和处理字节码的一些值得欣赏和借鉴的思路，并通过一个实战练习加深读者对前面理论知识的理解。
　　第3版更新：原有章节所涉及的案例中，程序、类库、工具的版本已经较为陈旧，本次更新对这些案例涉及的版本进行了升级，以反映在模块化、Lambda表达式、动态语言等新技术出现后它们的相应变化。
　　第四部分程序编译与代码优化
　　Java程序从源码编译成字节码，再从字节码编译成本地机器码的这两个过程，从整体来看其实等同于一个传统编译器所执行的编译前端、后端过程。第四部分包括第10～11章：
　　第10章分析了Java语言中泛型、主动装箱拆箱、条件编译等多种语法糖的前因后果，并实战练习了如何使用插入式注解处理器来完成一个检查程序命名规范的编译器插件。
　　第3版更新：对第2版介绍泛型的小节进行了全文重写，描述了不同语言里泛型实现的方式、Java泛型出现的历史背景和使用类型擦除来实现泛型所带来的一些限制，并介绍了未来可能会在Java中出现的值类型等内容。
　　第11章讲解了虚拟机的热点探测方法、HotSpot的即时编译器、编译触发条件，以及如何从虚拟机外部观察和分析即时编译的数据和结果，还选择了几种常见的编译期优化技术进行讲解。
　　第3版更新：专门增加了介绍提前编译器的章节；由于HotSpot中新的Graal编译器的加入，书中除了同步增加Graal编译器、JVMCI接口等内容，为了使读者可以在HotSpot编译器上进行实战练习，在本书第3版中还新增了许多编译器的实战内容。
　　第五部分高效并发
　　Java语言和虚拟机提供了原生的、完善的多线程支持，使得它天生就适合开发多线程并发的应用程序。不过我们不能期望系统来完成所有与并发相关的处理，了解并发的内幕也是成为一位高级程序员不可缺少的课程。第五部分包括第12～13章：
　　第12章讲解了虚拟机Java内存模型的结构及操作，以及原子性、可见性和有序性在Java内存模型中的体现；介绍了先行发生原则的规则及使用，以及线程在Java语言之中是如何实现的；还提前介绍了目前仍然在实验室状态的Java协程的相关内容。
　　第3版更新：重写了原有的对Java内存模型部分过时和过于晦涩的描述，增加了面向Java未来基于协程的新并发模型的介绍。
　　第13章介绍了线程安全所涉及的概念和分类、同步实现的方式及虚拟机的底层运作原理，并且介绍了虚拟机实现高效并发所做的一系列锁优化措施。
　　第3版更新：本章主体内容并没有过多变化，但对不少细节进行了修饰，对一些读者疑问较多的地方进行了补充讲解。
　　参考资料
　　本书名为“深入理解Java虚拟机”，但要想真的深入理解虚拟机，仅凭一本书肯定是远远不够的，读者可以通过以下方式查找到更多关于Java虚拟机方面的资料。笔者在写作此书的时候，也从下面这些参考资料中得到过很大的帮助。
　　1.书籍
　　《Java虚拟机规范》
　　要学习虚拟机，《Java虚拟机规范》无论如何都是必须读的。这本书的概念和细节描述与Sun的早期虚拟机（Sun Classic虚拟机）高度吻合，随着技术的发展，高性能虚拟机真正的细节实现方式已经渐渐与虚拟机规范所描述的方式差距越来越大，如果只能选择一本参考书来了解Java虚拟机，那必然是这本书。
　　《Java语言规范》
　　虽然Java虚拟机并不是Java语言专有的，但是了解Java语言的各种细节规定对虚拟机的行为也是很有帮助的，它与《Java虚拟机规范》一样都是Oracle官方直接出版的书籍，而且这本书还是由Java之父James Gosling亲自执笔撰写。
　　《垃圾回收算法手册：自动内存管理的艺术》
　　2016年3月由机械工业出版社引进翻译，这是一本真正的教科书式的学术著作，是垃圾收集技术领域中的唯一必读的书籍。该书从硬件与软件的发展给垃圾回收所带来的新挑战出发，探讨了这些挑战给高性能垃圾回收器的设计者与实现者所带来的影响，涵盖了并行垃圾回收、增量式垃圾回收、并发垃圾回收以及实时垃圾回收，描述各种算法与概念。唯一缺点是由于过于专业，所以显得比较晦涩，不适合作为入门书籍使用。
　　《Virtual Machines：Versatile Platforms for Systems and Processes》
　　这是一本虚拟化技术的百科全书，帮助读者理解“虚拟机”一词到底指代什么，有什么不同类型，大概有哪些实现方法等。此书并不直接针对Java虚拟机，出版于2005年，而且国内并没有中文版，但即使有这些因素限制，仍然推荐读者阅读此书以建立对虚拟机的全局性观念。
　　《Java性能优化权威指南》
　　此书是“The Java”系列（该系列中最出名的《Effective Java》许多人都读过）图书中最新的一本，但也有一定的历史了。2011年10月出版，2014年3月由人民邮电出版社引进翻译。这本书并非全部都围绕Java虚拟机展开（只有第3、4、7章直接与Java虚拟机相关），而是从操作系统到基于Java的上层程序性能度量和调优进行全面介绍。其中涉及Java虚拟机的内容具备一定深度和很好的可实践性。
　　2.网站资源
　　高级语言虚拟机圈子：http://hllvm.group.iteye.com/。
　　里面有一些关于虚拟机的讨论，并不只限于Java虚拟机，包括了所有针对高级语言虚拟机（High-Level Language Virtual Machine）的讨论，不过该网站针对Java虚拟机的讨论还是绝对的主流。圈主RednaxelaFX（莫枢）的博客（http://rednaxelafx.iteye.com/）是另外一个非常有价值的虚拟机及编译原理等资料的分享园地。
　　HotSpot Internals：https://wiki.openjdk.java.net/display/HotSpot/Main。
　　这是一个关于OpenJDK的Wiki网站，许多文章都由JDK的开发团队编写，更新很慢，但是有很大的参考价值。
　　The HotSpot Group：http://openjdk.java.net/groups/hotspot/。
　　HotSpot组群，里面有关于虚拟机开发、编译器、垃圾收集和运行时四个邮件组，包含了关于HotSpot虚拟机最新的讨论。
　　联系作者
　　在本书交稿的时候，我并没有想象中那样兴奋或放松，写作之时那种“战战兢兢、如履薄冰”的感觉依然萦绕在心头。在每一章、每一节落笔之时，我都在考虑如何才能把各个知识点更有条理地讲述出来，都在担心会不会由于自己理解有偏差而误导了大家。囿于我的写作水平和写作时间，书中难免存在不妥之处，所以特地开通了一个读者邮箱（under-standingjvm@gmail.com），大家如有任何意见或建议欢迎与我联系。相信写书与写程序一样，作品一定都是不完美的，因为不完美，我们才有不断追求完美的动力。
　　
　　
　　---------------------------Java加密与解密的艺术(第2版)[按需印刷]---------------------------
　　
　　
　　为什么要写这本书
　　当你在用IM与好友聊天时，当你通过B2C网站购物时，当你用邮件与客户交流时，当你公司的应用服务器与合作伙伴交换商业数据时……你是否考虑过你的数据是否安全？你的隐私是否会泄露？你的银行卡是否会被盗用？你的竞争对手是否能破解你的敏感数据？
　　任何一项通过网络交互的数据都有可能是不安全的，而我们却越来越依赖于网络。用户密码、聊天消息、银行卡号、邮件信息、商业敏感数据，如果通过明文传输，后果不堪设想。自己的账号被盗用、隐私成为公共话题、信用卡被人滥用、竞争对手盗用自己的数据……于是，为了确保数据不被侵犯，数据加密与解密技术应运而生，成为众多应用中的一项核心技术。
　　众所周知，JavaEE是目前企业应用中使用最广泛的语言之一，几乎在任何一个领域都能看到JavaEE的身影。随着加密与解密算法的发展，Java加密与解密技术不断演进，不断提高着数据的安全性，已成为各大企业应用中一项关键性的技术。
　　很多企业应用领域的架构师都很关注加密与解密算法在应用中的使用，例如用户密码加密、网络协议加密等。如何在名目繁多的Java加密与解密技术中选择合适的算法进行企业级应用开发，如何解决Java加密与解密技术在开发过程中遇到的各种问题，成为许多开发者，尤其是架构师关注的焦点问题。然而，国内目前还没有哪一本书能解决这些问题。笔者因工作需要，采用Java加密与解密技术成功构建了企业级网银系统。在开发过程中，笔者感受到了Java加密与解密技术的精妙。笔者希望把自己Java加密与解密技术运用在企业应用开发领域的经验和心得分享给广大读者，以帮助大家掌握提升企业应用的安全性的方法。
　　本书面向的读者
　　本书主要适合于以下读者：
　　（1）所有利用Java进行企业级应用开发的软件工程师 对于企业级应用软件工程师来讲，这将是一次系统的密码学之旅。本书将为您介绍密码学理论、Java相关算法实现、开源组件包、数字证书与安全协议等相关内容，并配有相关实例为您提供详尽实现指导，为您构建企业级安全应用提供完整的技术支持。
　　（2）系统架构师 对于系统架构师来讲，如何使用成熟技术快速构建安全企业应用是安全工作的第一要务。 在算法方面，本书详述了Java7对于密码学算法的相关实现，针对AES算法密钥长度受限问题给出解决办法。同时，针对当前Java7不支持的算法，如SHA224、ElGamal和ECDSA等，本书详细介绍了如何使用第三方开源加密组件包BouncyCastle进行相关算法实现补充，并且对ApacheCommonsCodec进行了详尽的介绍。这些成熟的组件包都是构建安全企业应用必不可少的工具包。在架构方面，本书浓墨重彩地介绍了数字证书的构建、SSL/TLS协议服务搭建，并通过相关实例介绍如何构建单向/双向认证服务。
　　（3）其他安全领域的软件工程师 如今企业级应用已经逐步转变为以服务为主的异构体应用，如WebService应用等。Java加密算法实现遵循密码学相关国际标准，完全可以与其他计算机语言（如C++、C#等）构建的异构体应用进行数据加密交互。本书为读者选择合适算法及实现提供了详尽的技术支持。
　　如何阅读本书
　　全书一共分为3个部分：基础篇、实践篇、综合应用篇。
　　（1）基础篇
　　本篇共包含4章，主要对Java企业级应用安全、密码学理论和Java中与加密相关的API进行了详细介绍，并详细阐述了第三方组件包BouncyCastle及与ApacheCommonsCodec相关的API。
　　第1章主要阐述了当前的安全问题，并给出了安全的相关标准。本书将在后续章节中通过各个算法介绍逐一实现这些标准，这些标准同样是评判系统安全级别的准则。
　　第2章主要详述了密码学相关理论知识，并回顾密码学的发展历程。如果您不曾接触过密码学，本章将是您了解密码学理论的基础教程。本书后续章节会多处应用本章介绍的相关技术名词。
　　第3章主要详述了Java7安全领域相关API内容，为您详尽介绍每一个与密码学相关的类以及方法。本章将是每位安全领域软件工程师必读内容，您将在阅读本书的后续章节时经常翻阅本章内容。
　　第4章主要介绍了如何通过权限文件加强系统安全级别，并详述了开源组件BouncyCastle及与ApacheCommonsCodec相关API内容。如果您正苦于AES算法密钥长度受限，SHA224、ElGamal、ECDSA等算法缺少支持等问题，那么请您阅读本章；如果您非常希望找到Base64及十六进制编码算法的成熟开源组件，也请您阅读本章。本书将在后续章节中介绍如何使用这些开源组件并实现相关算法。
　　（2）实践篇
　　本篇主要对现今流行的所有加密算法进行了全面阐述和深入剖析，并配合相关测试用例演示算法实现。在阅读本篇前，请阅读第2章相关理论知识，并了解第3～4章相关API内容。本篇将是所有企业级应用Java软件工程师的必读内容。
　　第5章介绍了极为简单的Base64算法，该算法可以作为加密算法入门算法。如果您仅需要确保应用交互的数据可以达到隐藏的目的，那么在第5章中您一定可以找到满意的答案。
　　第6章主要详述了MD系列、SHA系列以及MAC系列三大消息摘要算法相关实现，并详细介绍了如何使用BouncyCastle构建Java7所不支持的算法实现。对于一般网络应用，经常需要为下载软件提供对应的摘要信息以校验文件完整性。相信在阅读完本章后，您便可熟练使用ApacheCommonsCodec为应用实现校验文件完整性的需求。
　　第7章将沿着对称加密算法的发展历程，详述了DES、DESede、AES和PBE四大算法的实现细节，并详细介绍了如何使用BouncyCastle构建目前较为常用的IDEA算法。这些算法适用于中小型企业级应用网络数据加密交互需求，同时也适用于其他安全领域相关需求，是应用最为广泛的加密算法，更是密码学领域的核心算法。如果您仅想通过对称加密算法及消息摘要算法构建简单的加密网络应用，那么本章提供的实例将非常适合您。
　　第8章主要详述了构建于对称加密算法之上的非对称加密算法，包括DH、RSA和ElGamal三大常用算法。本章是本书后续内容的基础，数字签名算法、数字证书、安全协议等内容都与本章内容息息相关，请您在阅读后续章节前仔细阅读本章。如果您对单向/双向认证服务底层实现非常感兴趣，并想要知道它的来龙去脉，那么本章就是您探究该技术旅途上的第一个驿站。
　　第9章详述了基于消息摘要算法和非对称加密算法之上的数字签名算法，包括RSA、DSA和ECDSA三大常用算法。数字签名算法是消息摘要算法的延续，是单向/双向认证服务核心认证技术。如果您想通过非对称加密算法构建简单的网络加密应用，并期望使用数字签名算法对数据进行校验，那么本章的实例将非常适合您。
　　（3）综合应用篇
　　本篇不仅细致地介绍了加密技术对数字证书和SSL/TLS协议的应用，还以示例的方式讲解了加密解密技术在实际网络中的各种应用，极具实践指导性。请您在阅读本章前仔细阅读实践篇相关内容。本篇内容将是系统架构师的最爱。
　　第10章详细介绍了如何使用KeyTool和OpenSSL两大工具进行数字证书管理，并详细介绍了如何在Java中使用数字证书。数字证书是非对称加密算法公钥的载体，是SSL/TLS协议和单向/双向认证服务的基础。如果您想要构建安全的HTTPS网络服务应用，请先阅读本章。
　　第11章主要介绍了SSL/TLS协议及单向/双向认证服务。这将是您探究单向/双向认证服务技术旅途上的最后一站。本章详述了如何通过简单配置Tomcat服务器快速构建单向/双向认证服务，内容翔实、极具实践性。
　　第12章是本书的实例集合，通过三套网络应用实例揭示常规网络应用安全、即时通信网络应用安全和以数据交互为主的WebService应用安全，并通过网络监测工具WireShark对其效果进行检测。通过不同算法的组合，三套实例逐步升级自身系统的安全级别，极具指导意义。您将在本章找到解决网络安全问题的可行性参考。通过阅读本书，读者不仅能全面掌握Java加密与解密的各种基础知识，还能进一步了解Java加密与解密的高级技术和技巧，从而将这些知识都运用到实际开发中去。
　　新版变更说明
　　对比上一版本，在新版中主要对JDK、BouncyCastle等进行了版本更新，补充了新版本中特有的算法实现与实例，并对上一版中存在的疏漏进行了修正。新版内容基于Java7，对比Java6其在安全性上有所提升。新增了EC算法安全提供者，同时增加了用于EC密钥构建的API等。根据笔者的观察，种种现象预示着在JavaSE后续版本中可能会进一步增强EC系列算法的相应实现，如ECDH算法等。同时，一些只能在BouncyCastle中才能实现的算法，正被JavaSE7所蚕食，如SHA256withRSA算法等。在新版中引入了BouncyCastle1.49，扩展了对于OpenSSL的PEM文件操作实现等。同时，应读者需求，新版中补充了OpenSSL在Base64、消息摘要方面的操作运用。
　　读者约定
　　本书内容主要基于Java7，书中的代码实现请参考相关API。
　　在本书中，我们用环境变量%JDK_HOME%来表示JDK的安装路径；用环境变量%JRE_HOME%来表示JRE的安装路径。如将JDK安装在C:\java\jdk目录下，变量%JDK_HOME%则指向该目录。相应的，如将JRE安装在C:\java\jre目录下，变量%JRE_HOME%则指向该目录。
　　本书代码演示所使用的IDE为Eclipse。 阅读本书前，我们约定您已了解了以下内容：
　　（1）测试组件包—JUnit 本书将通过测试工具JUnit，以白盒测试的方式演示如何使用Java完成相应的加密与解密操作。
　　本书将使用JUnit4.5版本，以注解的方式构建白盒测试。读者可通过其官方网站（http://www.junit.org/）下载最新版本。
　　（2）编码组件包—CommonsCodec CommonsCodec（http://commons.apache.org/codec/）是一款开源编码组件，它位于国际开源组织Apache（http://www.apache.org/）旗下。它对JavaAPI做了进一步封装，用于Hex、Base64编码增强实现。本书中使用的版本为1.4。读者朋友可通过其官方网站下载最新版本。
　　（3）加密组件包—BouncyCastle BouncyCastle（http://www.bouncycastle.org/）是一个开源加密组件。它提供了多种JavaAPI所不支持的算法实现，如消息摘要算法MD4和SHA224、对称加密算法IDEA、数字签名算法ECDSA等。本书中使用的版本为1.49。
　　（4）网络监听工具—WireShark 本书将通过网络监听工具WireShark完成对网络数据的监控，请读者参考相关文档。读者可通过其官方网站（http://www.wireshark.org/）下载最新版本。
　　（5）密码&证书管理工具—OpenSSL OpenSSL（http://www.openssl.org/）是一个基于命令行密码&证书管理工具，可用于密钥的生成、加密/解密、签名/验证、数字证书管理等。
　　

.　　深入理解JVM，对于提升自身的编码素养至关重要。这本经典著作为我们系统理解JVM指明了方向，在销量和口碑方面，同类书只能望其项背！
　　—— 曹洪伟百度DuerOS布道师
　　JVM是Java技术生态的基石，深入了解JVM是Java程序员进阶的必修课。本书自第1版上市以来就获得了极好的口碑，已经成为中国Java程序员必不可少的案头书。
　　—— 陈耿微软全球黑带技术专家、《开源容器云OpenShift》《深入浅出Serverless》作者
　　这本书用平实的语言讲解了JVM的关键功能模块，包括自动内存管理、虚拟机执行系统、字节码优化以及并发原理等，这些都是我们在使用Java的过程中会经常用到的，很值得花时间深入研究和学习。
　　—— 沈询阿里资深技术专家
　　

.　　q 内部人为问题：前面列举的问题都来源于外部，我们往往忽略了内部人为问题。现在的企业应用都能为用户提供用户名和口令来确保用户的数据安全，但很多时候用户名和口令在数据库中却一目了然，甚至有的是以明文方式存储的！企业内部任何能访问数据库的员工都能轻而易举地盗取用户的用户名和口令，然后冒充用户的身份完成各种合乎用户行为的操作，侵害用户的利益。企业因此被用户投诉之后，却又找不到任何蛛丝马迹。
　　当我们的利益受到侵犯时我们才会想起安全问题，安全原来如此重要！一不小心，你的企业应用就会因为数据泄露而丧失良机、引发投诉，甚至是付出巨额赔款！安全问题关系着企业的生死存亡！
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